כל הציוד והמכונות החשמליות עובדים על אספקת חשמל ומפיצים כמויות גדולות של אנרגיה. ההספק המסופק נמדד בדרך כלל במונחים של וואט באמצעות מכשיר כלומר מד וואט. מד וואט נקרא גם כמדי סטיה המשמש בעיקר במעבדות חשמל. זה לא רק מודד כוח מבחינת וואט אלא גם מודד מבחינת קילוואט ומגה וואט. מד המתח מורכב בדרך כלל משני סלילי 'CC' סלילי המחוברים בדרך כלל בסדרה עם זרם עומס וסליל מתח / לחץ / פוטנציאל 'PC', סליל זה מחובר בדרך כלל על פני מעגל העומס. ניתן לייצג את הכוח החשמלי בשלוש צורות שהם אמיתיים כּוֹחַ , כוח תגובתי, וכוח לכאורה. המאמר הבא מתאר את שיטת שני הוואטמטר במצב עומס מאוזן.
מהי שיטת שני וואטמטר?
ל תלת פאזי מטר שני וואט מודד את הזרם והמתח מכל אחד משני קווי האספקה של שלב 3 המתאים לקו האספקה השלישי של שלב 3. אומרים כי מד הוואט 3 פאזה 2 נמצא במצב עומס מאוזן אם הזרם בכל שלב מתפגר בזווית 'φ' עם מתח פאזה.
בניית שיטת שני וואטמטר
ניתן למדוד את ההספק התלת-פאזי של מעגל תלת-פאזי באמצעות 3 דרכים בהן הם,
- שיטת 3 וואטמטר
- שיטת 2 וואטמטר
- שיטת Wattmeter 1.
הרעיון העיקרי של מד 2 וואט עם מתח תלת פאזי הוא לאזן את העומס התלת-פאזי על ידי סיפוק תנאי השהיה הנוכחית בזווית 'φ' עם שלב המתח. התרשים הסכימטי של מד 3 וואט 2 שלב מוצג להלן
תרשים מעגל
הוא מורכב משני וואטים כמו W1 ו- W2, כאשר לכל מד וואט יש סליל זרם 'CC' וסליל לחץ 'PC'. כאן, קצה אחד של מד הוואט 'W1' מחובר למסוף 'R' ואילו קצה אחד של וואטמטר 'W2' מחובר למסוף 'Y'. המעגל מורכב גם משלושה משרנים 'Z' הבנויים בטופולוגיית כוכבים. שני קצוות המשרנים מחוברים לשני מסופים של מד וואט ואילו המסוף השלישי של המשרן מחובר ל- B.
גזירת שיטת שני וואטמטר
שני וואטמטר משמשים לקביעת שני פרמטרים עיקריים שהם,
שקול את העומס המשמש כעומס אינדוקטיבי המיוצג על ידי ביצוע דיאגרמת הפאזורים כמוצג להלן.
דיאגרמת פאזורים
המתחים V.RN,וIN,ו- V.BNהם חשמליים 1200בשלב זה עם זה, אנו יכולים להבחין כי השלב הנוכחי משתרך ב- 'φ0זווית עם שלב המתח.
הזרם במד הוואט W1מיוצג כ-
IN1= אניר…… .. (1)
איפה אנירזה נכון
ההבדל הפוטנציאלי על פני סליל W1 מד הוואטמטר ניתן כ-
IN1= ~ VRB= [~ V.RN- ~ V.BN] ……… (שתיים)
איפה וRNו- V.BN הם מתח
הפרש השלב בין המתח 'VYB'ונוכחי' אניי'ניתן כמו (300+ φ)
מכאן שהספק שנמדד על ידי מד הוואט נתון כ-
INשתיים= V.YBאנייcos (300+ φ) ………… .. (3)
במצב עומס מאוזן,
אניר= אניי= אניב= אנילו ...……… .. (4)
וRY= V.YB= V.BR= V.ל………… (5)
לכן אנו מקבלים קריאות מד-וואט כ-
IN1= V.לאנילcos (300- φ) ו ...…………. (6)
INשתיים= V.לאנילcos (300+ φ) ...………… .. (7)
נגזרת כוח כוללת
הקריאה הכוללת של מד המתח ניתנת כ-
IN1+ Wשתיים= V.לאנילcos (300- φ) + V.לאנילcos (300+ φ) ………… .. (8)
= V.לאניל[cos (300- φ) + cos (300+ φ)]
= V.לאניל[cos 300cos φ + sin 300חטא cos + cos 300cos φ - חטא 300בלי φ]
= V.לאניל[2 קוס 300cos φ]
= V.לאניל[(2 √3 / 2) cos 300cos φ]
= √3 [ ולאנילcos φ] ……… (9)
W1 + W2 = P… .. (10)
כאשר 'P' הוא ההספק הכולל שנצפה במצב עומס מאוזן תלת פאזי.
נגזרת כוח פקטור
הַגדָרָה : זהו היחס בין הספק ממשי שנצפה על ידי העומס לכוח לכאורה שזורם במעגל.
ניתן לקבוע את גורם ההספק של מצב עומס מאוזן בשלושה פאזות ולהפיק אותו מקריאות מד-וואט כדלקמן
ממשוואה 9
W1 + W2 = √3 V.לאנילcos φ
עכשיו W1 - W2 = ולאניל[cos (300- φ) - cos (300+ φ)]
= V.לאניל[cos 300cos φ + sin 300חטא φ - cos 300cos φ + sin 300בלי φ]
= 2 וולטלאנילבלי 300בלי φ
W1 - W2 = ולאנילחטא φ ………… .. (11)
משוואות חלוקה 11 ו -9
[W1 - W2 W1 + W2] = ולאנילבלי φ / √3 ולאנילcos φ
שזוף φ = √3 [W1 - W2 W1 + W2]
גורם הכוח של העומס ניתן כ-
cos φ = cos שזוף-1 [√3] [W1 - W2 W1 + W2] ……… (12)
נגזרת כוח תגובתי
הַגדָרָה : זהו היחס בין כוח מורכב המתאים לאחסון ולהחייאת אנרגיה ולא לצריכה.
כדי להשיג כוח תגובתי, אנו מכפילים את המשוואה 11 עם
√3 [W1 - W2] = √3 [ ולאנילחטא φ] = Pר
פר= √3 [W1 - W2] …………. (13)
איפה פרהוא הכוח התגובתי המתקבל משני וואט.
שני טבלת שיטות Wattmeter
ניתן לציין את שתי תצפיות שיטת הוואטמטר באופן מעשי על ידי ביצוע הטבלה.
| S .NO | מתח VL (וולט) | IL הנוכחי (מגבר) | הספק W1 (וואט) | הספק W2 (וואט) | הספק כולל P = W1 + W2 | גורם כוח = cos φ |
| 1 | ||||||
| שתיים | ||||||
| 3 |
אמצעי זהירות
להלן אמצעי הזהירות שיש לנקוט בהם
- יש ליצור קשרים הדוקים
- הימנע משגיאה צירית מקבילה.
יתרונות שני וואטמטר
להלן היתרונות
- ניתן לאזן בין עומס מאוזן והן לא מאוזן בשיטה זו
- בעומס המחובר לכוכב, אופציונלי לחבר נקודה ניטראלית ומד וואט
- בדלתא אין צורך לפתוח חיבורי עומס מחוברים כדי לחבר מד וואט
- ניתן למדוד הספק תלת פאזי באמצעות שני וואטמטר
- גם הספק וגם גורם ההספק נקבעים במצב עומס מאוזן.
חסרונות שני וואט מד
להלן החסרונות
- לא מתאים למערכת תלת פאזית, 4 חוטים
- יש לזהות נכון את הפיתולים הראשוניים W1 ואת הפיתולים המשניים W2 כדי למנוע תוצאות שגויות.
יישומים של שני וואט מד
להלן היישומים
- ווטרים משמשים למדידת צריכת החשמל של כל מכשירי החשמל ולווידוא דירוגי הספק שלהם.
שאלות נפוצות
1). מהו WattMeter?
מד וואט הוא מכשיר חשמלי המשמש למדידת הכוח החשמלי של ציוד חשמלי.
2). מהן יחידות הכוח?
ניתן למדוד את הספק באמצעות וואט מטר בטווח של וואט, קילוואט, מגה וואט.
3). מהו מצב מאוזן ב 3 שלב וואט מד?
אומרים כי מד הוואט 3 שלב 2 נמצא במצב עומס מאוזן אם הזרם בכל שלב מתפגר בזווית φ עם מתח פאזה.
4). מהי משוואת ההספק של 3 וואט מד 3 שלב?
משוואת הכוח ניתנת כ- P = √3 VL IL cos φ
5). מהו גורם הכוח של שלב 3 וואט מד?
גורם הכוח ניתן כ- cos φ = cos tan-1 √3 [([W1- W2] [W1 + W2])
6). מהי משוואת הכוח התגובתי של 3 וואט מד 3 שלב?
הכוח התגובתי ניתן כ- Pr = √3 (W1- W2)
כל המכשיר החשמלי מפיץ אנרגיה בעת אספקת חשמל, ניתן למדוד הספק זה באמצעות מכשיר חשמלי בשם וואט-מד, הנמדד בדרך כלל בוואט / קילו-וואט / מגה-וואט. ניתן למדוד את ההספק התלת-פאזי של מעגל תלת-פאזי באמצעות 3 דרכים תוך שימוש בשיטת 3 וואטמטר, שיטת 2 וואטמטר, 1 שיטת וואטמטר. מאמר זה מתאר שלב 3 של שלב 3 מד וואט בתנאי עומס מאוזנים. תנאי זה תקף אם הזרם בכל שלב מתעכב בזווית φ עם מתח פאזה. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהיא יכולה למדוד גם מצבי עומס מאוזנים וגם לא מאוזנים.
